香型多花蝴蝶蘭雜交及優良單株選育

韋小蓮，洪生標，張佳霞，曾寶珰，張秀珊，郭英鐸，江秀娜，湯 楷

（汕頭市農業科學研究所，廣東 汕頭 515041）

【研究意義】蝴蝶蘭（Phalaenopsis）是一種蘭科蝴蝶蘭屬的單莖附生蘭，由于花姿優美、高貴典雅、花朵色澤鮮艷，有“洋蘭皇后”之美譽［1］。蝴蝶蘭屬是蘭科植物中觀賞價值最高、商品化最好的一個屬，目前已培育了近20萬個蝴蝶蘭雜交品種［2］。但是大多數蝴蝶蘭沒有芳香［3］，因此，育成具有香味、多花的蝴蝶蘭新品種，將大大提高蝴蝶蘭觀賞價值和經濟價值。【前人研究進展】2000—2020年國內報道育成蝴蝶蘭新品種37個，其中34個為沒有香味的蝴蝶蘭，包括多麗蝴蝶蘭［4］、滴彩［5］、宮粉［6］、汕農金鳳［7］、汕農鳳凰［8］、鄭農紅玉［9］等；有香味的蝴蝶蘭3個，分別為山東省青州市花卉產業管理局和青州市科隆生物科技有限公司育成的云門香［10］、鄭州市花卉工程技術研究中心育成的天香L04［11］以及汕頭市農業科學研究所育成的汕農香妃。我國臺灣對香味蝴蝶蘭品種的育種已有部分成果，近年來報道的香味蝴蝶蘭有花蓮1號粉蘋果［12］等。香味是植物長期進化的產物，增加香味是未來蝴蝶蘭育種的重要目標之一［2］。目前國內對植物花香代謝和基因工程研究較多［13-16］，花香基因工程研究引起科研工作者的興趣［17-18］，但植物花香基因工程改良有難度［17］。蝴蝶蘭育種中最常用也是最重要的方法是雜交育種［19］。利用常規雜交，研究其F1代性狀的分離情況，可為F1代定向選擇、提高育種效率提供依據［20］，為蝴蝶蘭育種親本選配和新品種選育提供理論依據［21］。香味蝴蝶蘭品種大部分花朵數少、性狀遺傳力差［22］。多花蝴蝶蘭是指植株成熟（具4～6片葉）后花梗易分枝、小花且多花的一類蝴蝶蘭，花朵直徑大小為3.0～7.5 cm，株型小，花朵排列緊湊［23］。上述國內選育的37個蝴蝶蘭新品種中，多花蝴蝶蘭有3個，分別為中科院華南植物園等單位選育的多花小紅花蝴蝶蘭紅絨［24］、廣東省農業科學院環境園藝研究所選育的中花多花型紫紅花蝴蝶蘭紅珍珠［25］和中花多花型紫紅線條花蝴蝶蘭紅霞［26］，這3個多花蝴蝶蘭均無香味。關于多花蝴蝶蘭選育的研究，國內還有報道蝴蝶蘭小飛象自交后代主要性狀分離研究［27］。香味蝴蝶蘭與大花品種雜交的后代大多數無生育能力，而與小花品種的雜交后代育性好［17］。汕頭市農業科學研究所自1998年底開始致力于蝴蝶蘭等蘭花品種資源的收集、保存和開發利用，是廣東省內乃至大陸地區最早開始蝴蝶蘭雜交育種的單位之一。2003年自主育成蝴蝶蘭新品種汕農香妃，該品種為白底細紅噴點大花型，在盛花期晴天白天能釋放清香，之后陸續引入各類香型、多花蝴蝶蘭種質資源開展雜交育種探索。【本研究切入點】當前我國香型多花蝴蝶蘭育種基礎研究較為薄弱，原生種種質資源有限，親本雜交親和性研究有待提高。本研究以有香味、花朵數量多、花色佳、開花株形態佳的蝴蝶蘭為育種目標，利用汕頭市農業科學研究所蝴蝶蘭選育種課題組引進的種質資源進行雜交配對15個組合，其中2個組合配對成功，選育出6個符合目標性狀的優良單株。【擬解決的關鍵問題】通過對參試雜交組合雜交親和性情況的分析，為香型多花蝴蝶蘭雜交育種提供參考，為培育新品種提供新的素材；同時，在栽培過程中了解優良單株開花特性，為后期品系栽培、品種推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

采用15個蝴蝶蘭品種11 cm開花株作為親本進行常規雜交，具體情況見表1。

表1 用于雜交的蝴蝶蘭親本類型及其花色Table 1 Types of Phalaenopsis parents used for hybridization and their flower patterns

1.2 試驗方法

試驗于2015—2019年在汕頭市農業科學研究所種質資源與雜交育種圃進行。試驗期間進行常規的水肥管理。分別于2015年1月、2016年1月、2017年1月選擇供試品種健康開花株進行雜交配對，雜交配對數分別為4對、10對、1對，共15對（表2）。雜交選用親本新開放花朵進行人工授粉，每個組合授粉1朵花，授粉后觀察不同組合子房膨大情況以及是否發育成成熟蒴果。待蒴果成熟后采收，在當年5—6月通過無菌播種與培養獲得雜交后代瓶苗。瓶苗于第2年3月上旬出瓶種植，按照常規方法栽培管理。第3年8月中旬進行平地空調催花，第4年1月上旬獲得11 cm開花株。觀察雜交后代群體表現，在雜交后代群體中選擇具有目標性狀的優良單株開花株，編號并觀測記錄相關性狀，與親本進行比較。觀測性狀包括主要目標性狀（花朵香味、花朵總數、花色）和開花株形態性狀（葉長、葉寬、花梗數、花梗長、花序長、側枝總數、花朵橫徑、花朵縱徑、花朵間距）。其中，花朵香味以嗅覺為準；葉片觀測在開花植株的最長葉上進行；花梗長測量對象為單枝或多支花梗中最大花梗；對于花部性狀的觀測，在花序上有50%的花已開之時，選擇最近開花的最大花并在其花色沒有褪去之前對相關性狀進行觀測；花色的觀測部位為其內側面［28］。

表2 15個雜交組合的親本及雜交時間Table 2 Parents and date of hybridization of 15 hybrid combinations

2 結果與分析

2.1 雜交成功組合與雜交后代培育情況

2015—2017年共配對雜交組合15對，僅編號16161（PL608×PL321）和編號16162（390×PL321）兩對組合雜交成功，在2016年獲得成熟蒴果，其他13對雜交組合均沒有獲得蒴果或成熟蒴果。

通過組培無菌播種，編號16161于2017年3月栽培雜交后代群體200株，栽培過程中淘汰26株弱苗；2018年8月中旬通過平地空調催花174株，2019年1月獲得健康開花株174株。編號16162于2017年3月栽培雜交后代群體21株，栽培過程中淘汰9株弱苗；2018年8月中旬通過平地空調催花12株，2019年1月獲得健康開花株12株。

2.2 雜交后代群體主要目標性狀表現與花芽發育特性

2.2.1 主要目標性狀表現 編號16161雜交組合后代數量多、開花株多、株葉型整齊、生長勢強。其母本PL608、父本PL321有香味，兩者雜交后代100%有香味，說明雜交后代整體上遺傳了親本的香味，但香味有濃淡梯度變化。雜交后代花朵數量多遺傳母本特性，接近母本，多于父本，多花后代占比65%。其母本PL608大花瓣顏色為深鮮黃色帶細紅斑點，父本PL321大花瓣為純黃色，兩者唇色相近，雜交后代85%為黃色帶細紅斑點、10%為桔黃色帶細紅斑點、5%為黃色無斑點。表明雜交后代的花色、唇色整體上為父母本花色的調和色，花色唇色深淺有梯度變化，與親本花色相同的極少數，斑點分布規律同母本，未出現明顯差異的花色分離或突變類型。該雜交組合后代出現了符合目標性狀的優良單株。

編號16162雜交組合后代數量少、開花株少、株葉型偏小、生長勢較弱。其母本390有濃郁香味，父本PL321有香味，兩者雜交后代均沒有香味，表明雜交后代整體沒有遺傳親本的香味。雜交后代花朵數量多遺傳父本特性，接近父本，少于母本，多花后代占比20%。其母本390大花瓣顏色為桔紅色帶細紅斑，父本PL321大花瓣為純黃色，兩者雜交后代90%為黃花帶細紅斑、10%位桔紅色帶細紅斑，唇色整體上為父母本唇色的調和色。該雜交組合后代沒有出現符合目標性狀的優良單株。

2.2.2 花芽發育特性 在溫室大棚空調平地催花環境，在空調設置日溫26℃、夜溫17℃條件下，編號16161雜交組合后代群體在生殖生長期的花芽發育特性與目前市場上大多數蝴蝶蘭不同，在溫室大棚平地空調催花中易出現花芽轉變為葉芽的現象，親本PL321也有相同特性，花序發育初期需要較充足涼溫，應注意做好花序發育前期的環境調控。同時，我們也發現編號16161雜交組合后代群體具有較好的耐寒性。通過調整空調溫度設置等，成功獲得開花株。

2.3 優良單株與親本主要目標性狀的比較

根據育種目標，在雜交組合16161后代群體開花株里挑選出符合目標性狀的優良單株6株，分別編號為16161-1、16161-2、16161-3、16161-4、16161-5、16161-6，并與親本進行性狀比較，結果見表3、表4。

2.3.1 優良單株花朵香味 表3顯示，優良單株全部遺傳了雙親的香味，香味濃淡略有不同。

2.3.2 優良單株花朵數量 從表3可以看出，6個優良單株的花朵總數都高于父本PL321花朵總數（7朵），最低為14朵，最高為21朵。其中16161-1花朵總數為14朵，低于母本PL608花朵總數17.65%；16161-2、16161-3、16161-5花朵總數一致，為21朵，高于母本PL608花朵總數23.53%；16161-4、16161-6花朵總數總數一致，為19朵，高于母本PL608花朵總數11.76%，整體優于父母本。

2.3.3 優良單株花色 由表3可知，6個優良單株整體上花色為父母本花色的調和色，色澤明亮鮮艷，16161-1為純鮮黃色，其他優良單株遺傳了母本花色中的細紅斑點。

表3 優良單株與親本主要目標性狀比較Table 3 Comparison of main target traits between superior individual plants and their parents

2.3.4 優良單株開花株形態 從表4可以看出，6個優良單株最小花梗長27.0 cm、最大花梗長43.0 cm，高于父本PL321的24.7 cm，大部分略高于母本PL608的31.5 cm。6個優良單株中，有3株花梗數量為3枝/株，1株花梗數量為2枝/株，2株花梗數量為1枝/株。側枝總數大部分為1個，同父本，少于母本。花朵間距都高于父本PL321的1.6 cm，大于或等于母本的2.0 cm，最低為2.0 cm、最高為2.3 cm。葉長最小值14.0 cm、最大值21.5 cm，大部分接近母本；葉寬最小值6.2 cm、最大值7.7 cm，大部分接近父母本。由這些指標可以看出，6個優良單株整體上遺傳了母本的開花株形態。

表4 優良單株與親本開花株形態比較Table 4 Comparison of the morphology of flowering plants between superior individual plants and their parents

3 討論

朱根發［22］指出香味基因的主要來源是紫花蝴蝶蘭。葉志新等［29］指出具有香氣的蝴蝶蘭大多屬于蠟質花瓣，如以P.venosa、P.amboinensis為親本育成的后代花朵雖小，但花朵數多，香氣濃郁且遺傳性良好。俞繼英等［30］以蝴蝶蘭蠟質黃花品種P.Taipei Gold為母本進行雜交育種有一個突出問題是不育性障礙，但采用蠟質黃花品種P.Sara Gold為父本可培育出雜交后代群體。劉曉榮等［31］以蝴蝶蘭蠟質黃花品種Phla.20與蠟質紫紅花品種Phla.462雜交，培育出雜交后代群體。本研究以蠟質黃花品種PL321為父本，分別與蠟質黃花品種PL608、蠟質桔花品種390雜交，均能獲得后代，其中16161（PL608×PL321）親本性狀最相近，獲得后代數量多、生長勢好，這與前人研究結果基本一致。

孔瀅等［18］指出，花香化合物主要由植物花瓣的表皮細胞和特殊分泌組織釋放，釋放過程受到花發育和授粉狀態、內源生物鐘、環境條件等影響。李艷華等［3］認為花香的本質問題較為復雜，香味等揮發性物質的合成和釋放還受到其調控模式的影響。劉曉榮等［31］以蝴蝶蘭蠟質黃花品種Phla.20與蠟質紫紅花品種Phla.462雜交，雜交后代70%遺傳了母本的香味。本研究中16161雜交后代100%遺傳親本的香味，香味有濃淡梯度變化；16162雜交后代均沒有遺傳親本香味。說明不同雜交組合香味遺傳有明顯差異。由于蝴蝶蘭遺傳背景復雜，選育出一個香味蝴蝶蘭品種需要多個具有香味的原生種參與作復合雜交［22］，因此不同雜交組合香味的遺傳特性還有待深入探索。

操君喜等［20］對蝴蝶蘭P42×P39 F1代性狀分離進行研究，發現F1代的花朵數平均值高于雙親或與雙親基本持平，呈現中親優勢。林蘭［32］以蝴蝶蘭大紅花品種超群火鳥×R4雜交，F1代主枝花朵數少于母本、多于父本，呈現負向中親優勢；超群火鳥×R4雜交，F1代主枝花朵數多于母本和父本，呈現超親優勢。本研究中16161雜交后代花朵數量多遺傳母本特性，接近母本，多于父本，多花后代占比65%；16162雜交后代花朵數量多遺傳父本特性，接近父本，少于母本。結合前人研究，說明不同雜交組合花朵數量遺傳有差異。

郭文姣等［33］以蝴蝶蘭大紅花品種大辣椒和0436為親本，雜交后代的花瓣主色出現更多樣的梯度變化，俞繼英等［30］研究中，雜交后代花瓣和唇瓣的顏色基本遺傳雙親的特點。本研究試驗結果雜交后代花色、唇色整體上為父母本花色的調和色，深淺有梯度變化，這與前人研究結果基本一致。

肖佳佳［34］通過對芍藥屬雜交親和性及雜種敗育研究指出，父本花粉的育性和雜交親和性是影響種子結實率的重要因素。本研究中16161、16162兩個組合父本相同而母本不同，獲得后代數量與生長勢有明顯差異，說明母本對后代數量和生長勢也有一定影響。在后續研究中，可以PL321為主要親本，選擇合適母本，配制多類型雜交組合，篩選出更為豐富的香味多花蝴蝶蘭優良單株。

李冬梅等［35］認為，蝴蝶蘭花芽的發育仍需較低溫度，若將其置于高溫下花芽將變成營養芽。張雯［36］指出在蝴蝶蘭組織培養花梗誘導叢生芽過程中，適宜溫度十分重要。較低溫度有利于腋芽轉化為花芽，而較高溫度則有利于腋芽轉化為營養芽。本試驗中我們發現，16161雜交組合后代群體及親本PL321的花芽發育特性相似，在花芽發育前期需要做好環境溫度調控，保持較充足低溫，否則花芽容易轉變為葉芽，試驗結果與前人研究基本一致。

4 結論

本研究通過雜交配對，在雜交后代中篩選出6個香型多花優良單株，100%有香味，花朵數為14～21朵，小黃花，顏色鮮亮，開花株形態好。結果表明兩個親本相近的香型蝴蝶蘭通過雜交，可選育出符合目標性狀的香型多花蝴蝶蘭優良單株。但由于蝴蝶蘭香味遺傳背景及機制復雜，在親本都有香味的情況下，后代可能沒有香味。蝴蝶蘭PL321、PL608可為今后香型多花蝴蝶蘭雜交選育親本選配提供參考。